多元素同位体比によるレアアース泥の時空間分布と地球表層環境変動の因果律の解明

2020 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 18J22633
• 研究機関: 東京大学
• 研究代表者: 田中 えりか 東京大学, 工学系研究科, 特別研究員(DC1)
• 研究期間 (年度): 2018-04-25 – 2021-03-31
• キーワード: レアアース泥 / 遠洋性堆積物 / 多元素同位体 / 起源成分 / 環境変動

研究実績の概要

本研究は，太平洋の深海堆積物，砕屑性成分および魚類の歯の多元素同位体比 (Nd同位体, Sr同位体) を分析することで，(1) レアアース泥を含む南北太平洋の深海堆積物を構成する起源成分を明らかにし，(2) 太平洋における超高濃度レアアース泥の生成機構と海洋環境変動の関連を解明することを目的としている．2020年度は，北西太平洋から1地点，南鳥島周辺海域から1地点，および南太平洋から2地点の計4地点の多元素同位体分析を実施した．
まず，2018年度，2019年度から継続し，北西太平洋の1地点の堆積物コアから計8試料の全岩堆積物試料に対してNd-Sr同位体分析を実施した．さらに，北西太平洋コア，南鳥島周辺海域コアおよび南太平洋コアから魚類の歯試料27試料の取り出しを行い，Nd-Sr同位体分析に供した．また，2019年度に分離した砕屑性成分試料14試料のNd-Sr同位体分析を実施した．なお，Nd-Sr同位体比分析は，海洋研究開発機構 (JAMSTEC) 内の表面電離型質量分析計 (Thermal Ionization Mass Spectrometry; TIMS) を使用した．また，分析前の試料の前処理はJAMSTEC内のクリーンルームで，魚類の歯の取り出しは東京大学大学院工学系研究科システム創成学専攻内の実験室で実施した．続いて，先行研究にて取得されている研究対象試料の化学組成データに対し統計解析を実施した．その結果は，取得した同位体データと合わせて，起源成分の推定に利用した．以上の分析・データ解析を基にした3か年の研究成果により，上述の研究目的 (1), (2) を達成し，博士論文としてまとめた．

現在までの達成度 (段落)

令和2年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

令和2年度が最終年度であるため、記入しない。

研究成果

• [雑誌論文] Stratigraphic variations of Fe-Mn micronodules and implications for the formation of extremely REY-rich mud in the western North Pacific Ocean (2021)
  • 著者名/発表者名: Yasukawa, K., Kino, S., Ohta, J., Azami, K., Tanaka, E., Mimura, K., Fujinaga, K., Nakamura, K., and Kato, Y.
  • 雑誌名: Minerals 巻: 11 ページ: 270
  • DOI: 10.3390/min11030270
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Chemostratigraphic correlations of deep-sea sediments in the western North Pacific Ocean: A new constraint on the distribution of mud highly enriched in rare-earth elements (2020)
  • 著者名/発表者名: Tanaka, E., Nakamura, K., Yasukawa, K., Mimura, K., Fujinaga, K., Ohta, J., Iijima, K., Nozaki, T., Machida, S., and Kato, Y.
  • 雑誌名: Minerals 巻: 10 ページ: 575
  • DOI: 10.3390/min10060575
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Geochemical features of Fe-Mn micronodules in deep-sea sediments of the western North Pacific Ocean: Potential for co-product metal extraction from REY-rich mud (2020)
  • 著者名/発表者名: Yasukawa, K., Kino, S., Azami, K., Tanaka, E., Mimura, K., Ohta, J., Fujinaga, K., Nakamura, K., and Kato, Y.
  • 雑誌名: Ore Geology Reviews 巻: 127 ページ: 103805
  • DOI: 10.1016/j.oregeorev.2020.103805
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Expedition 378 Preliminary Report: South Pacific Paleogene Climate (2020)
  • 著者名/発表者名: Thomas, D.J., Rohl, U., Childress, L.B., and the Expedition 378 Scientists
  • 雑誌名: International Ocean Discovery Program 巻: 378 ページ: 1-21
  • DOI: 10.14379/iodp.pr.378.2020
  • オープンアクセス / 国際共著
• [学会発表] The Renaissance of the oldest oceanic plate: Perspective of REY-rich mud as a paleoceanographic archive in a pelagic realm of the Pacific Ocean (2020)
  • 著者名/発表者名: 田中えりか・安川和孝・中村謙太郎・大田隼一郎・野崎達生・臼井洋一・藤永公一郎・飯島耕一・加藤泰浩
  • 学会等名: JpGU-AGU Joint Meeting 2020
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Marine Os Isotope Record during the Eocene Hyperthermals in the Indian Ocean: Implication for Continental Silicate Weathering Feedback (2020)
  • 著者名/発表者名: Tanaka, E., Yasukawa, K., Ohta, J., Nakamura, K., Ravizza, G. and Kato, Y.
  • 学会等名: Goldschmidt 2020
  • 国際学会
• [学会発表] IODP Expedition 378 South Pacific Paleogene Climate: New high-resolution high-latitude Cenozoic Section (2020)
  • 著者名/発表者名: Ursula Rohl, Deborah J Thomas, and Laurel Childress and the Expedition 378 Science Party
  • 学会等名: EGU General Assembly 2020
  • 国際学会